－现代制造业的关键技术－
1. 制造业的产品信息
信息工程是二十一世纪推动社会前进的强大动力之一，同时也是制造业谋求发展的一个巨大机会。
1.1信息分类
宏观上制造业的信息分为产品信息和经营信息。
两类信息的数据类型和管理模式有很大的区别，通常经营信息采用企业资源规划（ERP）系统进行管理。产品信息管理则经历一个发展过程。早期的产品数据管理(PDM)系统侧重管理产品设计数据。至于工艺信息、生产过程和维修服务中的产品数据的管理存在着一个缺口。
1.2管理框架
根据产品生产工艺和过程管理的要求，提出了协同制造工程（CME）。根据数字仿真的要求提出电子工厂(e Factory)概念，产品整个生命周期中全部信息的管理框架如下图所示：
CME为工艺设计人员提供有效的计算机辅助手段，承接设计部门的产品数据，下连制造车间，实现数据传递的一体化。零件工艺和装配工艺提供相应工艺数据的统一管理。制造资源管理为工艺文档提供有效的设备信息和详细的性能参数。eFactory提供生产流水线辅助设计，合理安排生产设备，模拟生产过程，分析生产效率。根据车间的设备布置和工艺规程，模拟各种物流方式，优化生产过程。人机工程提供人体模型，分析操作人员在不同岗位上的劳动生产方式，判别劳动环境，计算劳动强度，优化劳动生产。
在机械CAD和电子CAD中，完成产品的详细设计，CAE软件对机械和电子设计进行相关的性能分析，CAM提供了大量的加工仿真。所有上述工作都会产生大量的图形数据。为了沟通各部门之间的图形信息，需要通过可视化技术，及时交换意见，避免后续工作中产生不应有的错误或误解。
不同的行业都有各自专用的专业软件。通过专业软件定义产品的形状、结构、性能和相关的技术参数，后续的设计、工艺、制造都是围绕产品定义的数据开展相应的工作，因此上述的各种数据都需要放在统一的产品数据管理系统中，以便各部门之间能够开展协调一致的工作。
2. UGS公司的解决方案
UGS公司收购EAI公司以后，完成了从CAD/CAE/CAM软件供应商向系统软件供应商的转变。原有的UG和SolidEdge属于高档和中档MCAD软件，满足不同产品设计用户的要求。iMAN提供统一的数据访问入口，实用的分布式数据库管理，适应不同要求的产品配置功能，工作版本与发放版本的同步管理，随机应变的访问权限控制，灵活设置的工作流程模板，标准件、通用件、加工设备等分类管理系统，方便易用的应用系统集成工具，集成多种CAD系统的接口，与ERP系统集成的方法和接口等功能。iMAM事实上已经为设计、工艺、供应商及用户提供了互联网范围上的协同工作平台。
最新提供的CME系统是建立在iMAN平台上的协同工艺设计与产品制造系统。详见图2。工艺设计时，通过虚拟规划从统一数据库中获取资源库的信息。工件在物流设计中如何放置也通过虚拟规划从库了获取零件工艺或装配工艺的详细资料。工艺验证的三方面工作都是利用虚拟验证技术，从数据库中提取产品、工艺、设备和加工过程的资料，在仿真中发现问题，及时返回数据库供相关人员参考。由于工艺规划，资源规划，工艺验证，加工过程等数据都集中存放在统一的产品数据库中，工程材料清单(EBOM)和制造材料清单(MBOM)随时保持一致，工艺规划中的工作指令与ERP中的实际指令保持一致，大大减少在实际生产过程中可能出现的各种问题。
虚拟验证技术需要两部分技术支持，一是图形数据交换，二是网络通讯。图形数据交换可以通过内部交换和外部交换两种方式。前者采用相同的图形核心技术，例如UGS公司的Parasolid。现有许多CAD,CAE软件采及Parasolid 图形核心，它们之间的图形数据可以直接交换。后者采用输出中性格式的图形数据。例如JT格式数据，数据量大大减小，又能真实地反映图形尺寸，还便于网上传输，网络通讯需要解决命令和信息的实时交换，又要避免大量图形数据在网上的穿梭。UGS的Vi系列软件很好地解决了上述两方面的问题。
虚拟现实技术是人机工程的基本手段。UGS公司的Jack软件允许人们带上专用的头盔和手套，通过相应的传感器接收计算机中人体模型看到和摸到的信息，传递人的操作命令，实现各种性能测试，环境模拟，优化设计等目标。
3. 实施策略
在产品整个生命周期中支持各类信息的软件可以分成三类：产品开发，工厂规划，生产制造。管理上述信息的平台可以分成三层：协同工程，全生命周期管理，数据交换。不同用户可以根据自身的具体情况选择适当软件和管理平台作为突破口或下一步实施的目标。详见图3。
以产品开发为对象实施协同工程是最容易实现的第一步。通过CME技术实现产品开发的全生命周期管理也是当前很多企业正在实施的目标。为了大幅度提高生产力，不少企业下大决心解决数据交换问题，明显地表现出集团级企业信息化工程的发展方向。上述三个阶段中均可以根据实际需要，有计划有步骤地向工厂规划和具体生产制造过程管理方向拓展，逐步实现全面的信息化工程。
发表于：
2007-04-04 11:58 莫欣农的博客 阅读(6148)
评论(9) 收藏(1)
好文推荐
作者该类其他文章：